光学卫星视频数据处理与应用

目录
第1章 绪论 1
1.1 光学视频卫星现状 1
1.1.1 SkySat系列 2
1.1.2 Iris和Theia 4
1.1.3 MOIRE项目 6
1.1.4 GO-3S卫星 7
1.1.5 LAPAN卫星 7
1.1.6 吉林一号卫星 7
1.1.7 珠海一号卫星 9
1.1.8 千乘一号卫星 11
1.2 光学卫星视频的应用领域 12
1.2.1 商业情报 12
1.2.2 交通监控 14
1.2.3 防灾减灾 14
1.2.4 环境建模 15
1.2.5 军事应用 16
1.3 光学卫星视频数据处理与应用面临的挑战 17
参考文献 18
第2章 光学卫星视频预处理 20
2.1 光学卫星视频几何定标 20
2.1.1 相关坐标系定义及转换 20
2.1.2 几何定位模型 25
2.1.3 误差分析与建模 28
2.1.4 外方位元素几何定标 33
2.1.5 内方位元素几何定标 35
2.1.6 吉林一号视频面阵影像定标验证 36
2.2 光学卫星视频辐射定标 39
2.2.1 基于多帧序列的相对辐射定标 40
2.2.2 基于地表非均匀场地的无场相对辐射定标 41
2.2.3 异常探元定标 43
2.2.4 实验结果与分析 44
2.3 光学卫星视频稳像 48
2.3.1 光学视频卫星有理函数模型构建 48
2.3.2 基于“去伪动”的稳像处理方法 50
2.3.3 基于“去抖动”的稳像处理方法 56
2.3.4 珠海一号实验分析 58
参考文献 67
第3章 光学卫星视频超分辨率重建 69
3.1 单帧光学卫星视频图像复原 69
3.1.1 单帧光学卫星视频图像退化模型 69
3.1.2 椭圆抛物面模型优化估计PSF 70
3.1.3 稀疏约束复原模型 71
3.2 多帧光学卫星视频超分辨率重建 74
3.2.1 “凝视”卫星视频影像超分辨率重建中的问题及其稳健估计模型 74
3.2.2 保真项稳健性分析 76
3.2.3 顾及运动误差的自适应稳健正则化重建算法 78
3.3 实验结果与分析 80
3.3.1 单帧光学卫星视频图像复原实验 80
3.3.2 多帧光学卫星视频超分辨率重建实验 86
参考文献 89
第4章 光学卫星视频动目标检测 91
4.1 经典视频动目标检测原理 91
4.1.1 光流法 91
4.1.2 帧间差分法 93
4.1.3 背景减除法 94
4.1.4 目标建模法 98
4.2 光学卫星视频动目标检测方法 98
4.2.1 光学卫星视频动目标检测任务特点 99
4.2.2 光学卫星视频动目标检测研究现状 100
4.2.3 基于ViBE算法的面向光学卫星视频动目标检测方法 101
4.3 实验结果与分析 108
4.3.1 视差伪运动消除 108
4.3.2 陆地运动车辆检测 110
4.3.3 海面移动舰船检测 112
参考文献 115
第5章 光学卫星视频动目标跟踪 118
5.1 经典视频动目标跟踪原理 118
5.1.1 目标跟踪方法框架 118
5.1.2 经典目标跟踪方法 121
5.2 光学卫星视频动目标跟踪算法 128
5.3 光学卫星视频动目标状态估计 133
5.3.1 单帧影像对地目标定位 133
5.3.2 运动目标轨迹拟合 134
5.3.3 运动目标速度和方位解算 135
5.4 实验结果与分析 136
5.4.1 陆上运动目标跟踪 136
5.4.2 海上运动目标跟踪 139
5.4.3 目标跟踪效果分析 141
5.4.4 运动目标状态估计 151
参考文献 156
第6章 光学卫星视频三维重建 157
6.1 光学卫星视频影像定向 157
6.2 光学卫星视频密集匹配 159
6.2.1 基于SGM的多级密集匹配 159
6.2.2 PMVS多视角影像精匹配 162
6.3 光学卫星视频三维模型生成 165
6.3.1 三维点云提取 165
6.3.2 DSM生成 166
6.4 实验结果与分析 171
6.4.1 光学卫星视频影像定向实验 171
6.4.2 DSM生成实验 174
参考文献 177